佟硕课题组实现固有手性杯芳烃分子催化不对称合成

清华新闻网1月31日电 固有手性概念由德国科学家Böhmer在1994年研究手性杯芳烃时首次提出，与传统的手性分子不同，该类分子缺少手性中心、手性轴、手性面和螺旋轴等手性元素，其手性由大环分子的三维结构产生。杯芳烃及其氮杂和氧杂衍生物由于其独特的三维碗状结构、可控的空腔尺寸和形状、易于制备和化学后修饰，已成为催化、分子识别、传感、纳米技术和生物技术等领域的优势分子。但对映体富集的固有手性杯芳烃的高效合成与制备一直面临巨大挑战，严重制约了固有手性杯芳烃的研究和应用，发展催化不对称合成方法直接得到对映体富集产物很有意义。

固有手性杯芳烃的催化不对称合成及其圆偏振发光性能

近日，清华大学化学系佟硕副教授带领研究团队采用去对称化的方法实现了固有手性杯芳烃分子的催化不对称合成。在PdBr2和手性亚磷酰胺配体的催化下，以良好的产率和优异的对映选择性得到了嵌入芴环结构的固有手性杯芳烃。这一新型固有手性杯芳烃表现出优秀的圆偏振发光性质。化合物A且表现出优秀的圆偏振发光（CPL）性能，发光不对称因子|glum|为5×10-3。含乙烯基的化合物B具有与化合物A相同的发光不对称因子（|glum| = 4.9×10-3），而化合物C由于羰基的还原，共轭体系被中断，发光不对称因子|glum|急剧降到1.7×10-3。表明对固有手性杯芳烃骨架的后修饰，特别是对发色团共轭的调节，可以有效地调节手性发光性质。

该研究成果以“催化不对称对映选择性去对称化脱氢交叉偶联反应合成固有手性杯芳烃”（Inherently Chiral Calixarenes by a Catalytic Enantioselective Desymmetrizing Cross-Dehydrogenative Coupling）为题，发表在英国皇家学会期刊《化学科学》（Chemical Science）上。清华大学化学系在读博士生张鑫为本文第一作者，佟硕副教授为通讯作者。该研究通过催化对映选择性跨环芳烃脱氢偶联反应，破坏原有杯芳烃的对称性，得到对映体富集的嵌入芴环结构的新型固有手性杯芳烃，该类分子具有制造CPL发光材料的潜在应用前景。这些成果为基于杯芳烃骨架的新型CPL材料的设计与合成提供了新的机会。

论文链接：https://doi.org/10.1039/D2SC06234H